EP3214225A1 - Vorrichtung zur wanderung von wassertieren an barrieren in gewässern - Google Patents
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- EP3214225A1 EP3214225A1 EP16158278.8A EP16158278A EP3214225A1 EP 3214225 A1 EP3214225 A1 EP 3214225A1 EP 16158278 A EP16158278 A EP 16158278A EP 3214225 A1 EP3214225 A1 EP 3214225A1
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
- E02B8/08—Fish passes or other means providing for migration of fish; Passages for rafts or boats
- E02B8/085—Devices allowing fish migration, e.g. fish traps
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/60—Ecological corridors or buffer zones
Definitions
- the invention relates to a device arranged on a by a barrier in an underwater and a headwater waters separated device for migration of aquatic animals between the underwater and the upper water, according to the preamble of claim 1.
- the invention relates to further developments of the known Denil fish.
- the Denil Fish Pass is a technical fish migration aid with a long tradition.
- the original form of the Denil fish pass was built and achieved good results in terms of salmon migration.
- this fish pass was modified several times, especially with regard to the geometry of the fins used in the fish pass and the resulting flow hydraulics, so that the original form of several types of construction manifested, which enjoy a wide distribution in different countries around the world.
- the functional principle of the Denil Fish Pass is based on the fact that the slats introduced into the channel body cause a backflow effect of the flow water, which slows down the flow velocity accordingly. This effect makes it possible to raise fish at a significantly higher gradient and significantly less space.
- the Denil fish pass sections there are always rest areas in which the fish can dwell after they have migrated to regain their strength. This allows even low-limbed individuals the passage of relatively steep pelvic sequences.
- the present invention is therefore based on the object to improve the aforementioned device for migration of aquatic animals between the underwater and the upper water of a body of water to the extent that it can be overcome for small fish species, juvenile stages and generally for aquatic life with strong Sohlbezug in their way of life.
- the device according to the invention is arranged on a body of water that is separated by a barrier into an underwater and an upper water, and allows the migration of aquatic animals between the underwater and the upper water past the barrier.
- the device has at least one channel body with an upstream end communicating with the upper water and an underwater end communicating with the lower water.
- the channel body has a longitudinal axis extending between the upstream end and the downstream end.
- Plate-shaped lamellae are arranged transversely to the longitudinal axis of the channel body in the channel body, wherein the lamellae preferably additionally obliquely to the upstream end of the channel body stand out, each lamella having a top-down extending neckline with a lower edge, which preferably tapers in a lower portion.
- the inventive device for migration of aquatic animals between the underwater and the upper water of a body of water makes for many aquatic organisms for migration indispensable Sohlbezug by the sole of the channel body is provided at least in sections along the longitudinal axis of the channel body with a cover layer of natural Sohlsubstrat.
- the sole of the channel body is provided over the entire length along the longitudinal axis of the channel body with a cover layer of natural Sohlsubstrat.
- the cover layer can also be formed of fracture material or a mixture of sole substrate and fracture material instead of a sole substrate.
- natural Sohlsubstrat can be supplemented by introduced Kantkorn or optionally replaced.
- the height of the cover layer is substantially constant over the entire length of the channel body.
- the lamellae rest on the cover layer or are embedded in the cover layer.
- the lamellae may optionally be provided with ramps, at least on their downstream sides, which protrude at least as far as the lower edge of the cutout of the lamellae.
- the ramps are constructed of a base substrate or of a breakage material.
- the ramps may be configured to extend between adjacent fins throughout the length from the upstream side of the downstream fin to the downstream side of the upstream fin. It is provided in one embodiment that - seen in the longitudinal axis direction of the channel body - the height of the ramp from the upstream side of a lamella to the downstream side of the adjacent upstream lamella towards.
- Gabions are basket or cage-like structures, preferably made of metal or plastic.
- the inventive design of the device for migration of aquatic animals of the walking corridor is developed for all types of aquatic organisms.
- a conventional Denil lamella can be placed on or embedded in the cover layer, in which case the sole of the channel body is to be provided flatly with a sole substrate or breakage material and secured against discharge via a delimiting gable arranged on the surface of the cover layer or a delimiting grid becomes.
- One measure for optimizing the geometry of the lamella is to extend the cutout by forming at least one slot extending downwards from the lower edge of the cutout of the lamellae. This at least one slot may extend as far as the lower end of the lamella, whereby the cutout is open at the bottom.
- the lamellae have transverse elements which bound the cutouts upwards.
- the cross sectional area of the ramps is at least as large as the width of the slots and that the top of the ramps project beyond a lower end of the slot.
- aquatic organisms can migrate directly from the ramp or inside the ramp through the slit of the slat and are protected from predators.
- Figures 1, 2A and 2B each show in a schematic representation of a device 10 for migration of aquatic animals 20 according to a first embodiment of the invention.
- aquatic animals 20 can overcome a barrier 3 in a body of water and migrate from an underwater 4 into a headwater 5, or vice versa. If the body of water is a flowing body of water, for example a river, then the device 10 is arranged essentially along a direction of flow FR.
- the device 10 comprises a channel body 6 with an upstream side end 18 which communicates with the upper water 5, and with an underwater side end 17 which communicates with the underwater 4.
- the channel body 6 extends along a longitudinal axis 19. Consequently, the water flows with a water level WS from the upper water 5 substantially along the longitudinal axis 19 into the underwater 4.
- slats 70 are arranged at substantially constant intervals transverse to the longitudinal axis. These fins 70 cause a backwater effect of the flowing water, which slows down the flow velocity accordingly and thus allows the aquatic animals 20 the rise.
- the flow profile within the channel body 6 is formed by these fins 70, their execution is of crucial importance for the operation of the device 10.
- the fins 70 are therefore obliquely, introduced in the direction of the upstream end 18 of the channel body 6.
- the sole of the channel body 6 is provided in sections, but preferably over the entire length along the longitudinal axis 19 of the channel body 6, with a cover layer 13 of natural sole substrate.
- the sole substrate is preferably introduced over the entire width of the sole of the channel body 6, wherein the width extends orthogonally transversely to the longitudinal axis 19 of the channel body 6.
- the sole substrate along the width only partially, for example, in the extent of the width of the cutouts 80 of the slats, be introduced.
- the height 23 of the top layer 13 of natural sole substrate is preferably constant.
- the introduced sole substrate and the height 23 of the cover layer 13 preferably corresponds to the geology and the layer structure of the naturally occurring Sole of the water body.
- the height 23 of the cover layer 13 is adapted to the flow conditions of the water body and / or to constructive conditions, for example the total weight of the cover layer 13.
- the sole of the channel body 6 may also be provided with a covering layer 13 of breaking material, or with a mixture of sole substrate and breaking material.
- square grain can be introduced into the sole substrate or the fracture material.
- Kantkorn is a wear-resistant, broken gravel, which is extracted from the quarry directly after the blasting of the rock into the pile. Incorporated edible kernel can further lower the near-steady flow velocity of the water body.
- the aquatic animals 20 are generated a continuous gravel space, whereby the probability of a successful migration is increased.
- the barrier 3 is thus generally surmountable.
- the sole substrate is secured by gabions 16, which are basket or cage-like structures, usually made of metal, or grids against discharge and rearrangement.
- the fins 70 rest on the cover layer 13 as in FIGS. 2A and 2B shown, or are embedded in the cover layer 13 up to an embedding depth.
- the depth of embedding may vary here and may not exceed the height 23 of the cover layer 13, that is to say extend to the bottom of the channel body 6.
- the slats 70 may be attached to the gabions 16. If the slats 70 lie directly on the sole of the channel body 6, they can be fastened there.
- the fins 70 may in any case be attached to side walls of the channel body 6. of FIG. 1 shows both four fins 70, which are closest to the upstream end 18, which are embedded in the cover layer 13, and three fins 70, which are closest to the underwater end 17, which rest on the bottom of the channel body 6.
- Each lamina 70 has a cutout 80, running from top to bottom, with a lower edge 90, through which, on the one hand, the flowing water is passed, and on the other hand, the aquatic animals 20 move up or down.
- the cutouts 80 taper.
- Such a sipe 70 which is similar or identical to a conventional Denil sipe, is tapered in FIG FIG. 2A shown.
- the cover layer 13 may extend to the lower edge 90 of the cutout 80.
- the device 10 for migration of aquatic animals 20 may also be newly formed slats 7, which will be described later and in FIG. 5 are shown.
- the slats 70 are preset on their downstream sides 21 optional ramps.
- the ramps can project in each case essentially as far as the lower edge 90 of the cutout 80 of the lamella 70, the height of the ramps, along the longitudinal axis 19 of the channel body 6, from the upstream side 22 of a lamella 70 to the downstream side 21 of the adjacent upstream lamella 70 increases.
- the ramps completely fill a gap 14 between adjacent louvers 70. That is, the ramps between adjacent fins 70 extend the length from the upstream side 22 of the downstream fin 70 to the downstream side 21 of the upstream fin 70.
- the ramps are designed in such a way that they are each provided with a cover layer 13 of natural sole substrate, or are constructed entirely from this cover layer 13 of natural sole substrate.
- the introduced natural sole substrate corresponds to the geology and the layer structure of the naturally occurring sole of the water body.
- the ramps, or the sole substrate are by means of gabions 16, which are basket or cage-like structures, usually made of metal, or grids secured against discharge and rearrangement.
- the design of the ramps can also be such that they are each provided with a cover layer 13 of fracture material, or with a mixture of Sohlsubstrat and fracture material.
- square grain can be introduced into the sole substrate or the fracture material.
- FIGS. 3 and 4 show a schematic representation of a device 1 for migration of aquatic animals 20 according to a second embodiment of the invention.
- This device 1 largely corresponds to the device 10 according to the first embodiment of the invention.
- the slats 7 are set 21 ramps 2 on their downstream sides.
- the ramps 2 can in this case project substantially up to the lower edge 9 of the cutout 8 of the lamella 7, wherein the height 15 of the ramps 2, along the longitudinal axis 19 of the channel body 6, increases from the upstream side 22 of a fin 70 to the downstream side 21 of the adjacent upstream fin 70.
- the ramps 2 thus form a sawtooth-like sequence. Due to the shape of the ramps 2 according to the invention, the probability of a successful migration for near-by hikers can be increased. Shape and rise of the ramps 2 are adapted to the flow conditions within the channel body 6 accordingly.
- the device 1 according to the second embodiment can also according to the novel design of fins 7 FIG. 5 exhibit.
- FIG. 5 In these lamellae 7 is a, from a lower edge 9 of a cutout 8 downwardly extending slot 11 is formed.
- the slot 11 extends to the lower end of the blade 7.
- the ramps 2 project beyond a lower end of the slot 11 with their upper side.
- the cross-sectional area of the ramps 2 is slightly larger than the width 11b of the slots 11, the width of the upper side of the slots 11 Ramps 2 is smaller than the width 8b of the cutouts 8 of the slats 7.
- the slats 7 at the top of their cutouts 8 transverse elements 12.
- cover layer 13 within the gabions 16 of the ramps 2, for example, a guide flow through the slots 11 and the ramps 2 below the cutouts 8 can be generated. This can increase the likelihood of a successful hike for close-to-the-ground hikers. Furthermore, the gap system of the sole substrate or the fracture material can be exploited for the accumulation of macrozoobenthos (epididymal insect larvae). The predation pressure within the device 1 decreases because small fish species, juvenile stages and near-hikers opportunities for shelter are created.
- the waters, the topographical conditions or the barrier 3 may require that the upstream end 18 is connected to a resting pool or an upper water pool cascade with rising pool water levels, and / or that the underwater end 17 to a rest basin or to an underwater pool cascade sloping pool water levels is connected.
- the channel body 6 may be formed of two parts with an intermediate rest basin.
- the channel body 6 may also be designed differently.
- the Gerinne redesign 6 have a circular or elliptical cross-section to account for particular types of aquatic animals 20, constructive ideas or topographical features of the water body or the water landscape.
- the geometric shape of the lamellae 7, 70 and the cutouts 8, 80 may each be complex and / or polygonal, and also the arrangement of the lamellae 7, 70 on or in the cover layer 13 may be varied accordingly.
- the structural structure of the cover layer 13 can be composed of all types of natural and artificial materials, such as sole substrate, fracture material, square grain, crushed stone, rock, wood, ceramics, metal, textile, concrete, sand, plastic or the like, as well as all possible mixing ratios have such previously mentioned materials.
- various materials and material mixtures can be introduced in layers, that is to say in a predetermined layer sequence, and / or mixed in.
- the cover layer 13 may be secured against discharge and rearrangement by means of gabions 16, gratings, or other types of basket or cage-like structures made of metal, wood, fiber braid, textile, plastic or the like.
- the material of the cover layer 13 can be introduced into a recess in the bottom of the channel body, for example a concrete basin-like depression, and secured against discharge and rearrangement by means of a grid or mesh.
- the device 1, 10 according to the invention can also be used on non-flowing waters both for migrating and migrating aquatic animals 20.
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Abstract
Vorrichtung (1, 10) zur Wanderung von Wassertieren (20) über eine Barriere (3). Die Vorrichtung (1, 10) weist zumindest einen Gerinnekörper (6) mit einem oberwasserseitigen Ende (18), das mit dem Oberwasser (5) kommuniziert, und einem unterwasserseitigen Ende (17), das mit dem Unterwasser (4) kommuniziert auf, wodurch Wasser vom Oberwasser (5) durch den Gerinnekörper (6) in das Unterwasser (4) fließt. Im Gerinnekörper (6) sind plattenförmige Lamellen (7, 70) quer zu einer Längsachse (19) des Gerinnekörpers (6) angeordnet, wobei die Lamellen (7, 70) vorzugsweise zusätzlich schräg zum oberwasserseitigen oberseitigen Ende (18) des Gerinnekörpers (6) hin stehen. Jede Lamelle (7, 70) weist einen von oben nach unten verlaufenden Ausschnitt (8, 80) mit einer Unterkante (9, 90) auf, der sich vorzugsweise in einem unteren Abschnitt verjüngt, wobei die Sohle des Gerinnekörpers (6) zumindest abschnittsweise entlang der Längsachse (19) des Gerinnekörpers (6) mit einer Deckschicht (13) aus natürlichem Sohlsubstrat versehen ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine an einem durch eine Barriere in ein Unterwasser und ein Oberwasser getrenntes Gewässer angeordnete Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren zwischen dem Unterwasser und dem Oberwasser, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung Weiterentwicklungen des bekannten Denil-Fischpasses.
- Der Denil-Fischpass ist eine technische Fischwanderhilfe mit langer Tradition. Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts wurde die Urform des Denil-Fischpasses errichtet und erzielte hinsichtlich der Lachswanderung gute Ergebnisse. Im Laufe der Zeit wurde dieser Fischpass vor allem im Hinblick auf die Geometrie der im Fischpass eingesetzten Lamellen und die daraus resultierende Strömungshydraulik mehrfach modifiziert, sodass sich aus der Urform etliche Bautypen manifestierten, welche eine weite Verbreitung in den unterschiedlichsten Ländern der Erde genießen.
- Das Funktionsprinzip des Denil-Fischpasses beruht darauf, dass die in den Gerinnekörper eingebrachten Lamellen einen Rückstaueffekt des Fließwassers bewirken, welcher die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend verlangsamt. Durch diesen Effekt ist die Aufwanderung von Fischen bei deutlich höherem Gefälle und deutlich geringerem Platzbedarf möglich. Allerdings sind zwischen den Denil-Fischpassabschnitten immer wieder Ruhezonen zu schaffen, in welchen die Fische nach der Durchwanderung verweilen können, um wieder zu Kräften zu kommen. Dies ermöglicht auch schwimmschwachen Individuen die Passage von relativ steilen Beckensequenzen.
- Ein Einsatzschwerpunkt der bekannten Bauvarianten des Denil-Fischpasses blieb trotz der Modifikationen die Lachswanderung, hierzu wurden an zahlreichen Kraftwerksstandorten gute Aufstiegsraten nachgewiesen. Die bisherigen Bautypen des Denil-Fischpasses werden hinsichtlich der Passierbarkeit von Kleinfischarten und Jungfischstadien kritisch gesehen. Das liegt einerseits an der oftmals unzureichenden Anordnung an Ruhebecken beziehungsweise der ruhebeckenfreien Ausgestaltung des Denil-Fischpasses, für deren Überwindung den Kleinfischarten und Jungfischstadien die Kräfte fehlen. Andererseits haben Kleinfischarten, Jungfischstadien (auch zahlreiche große Cypriniden) sowie Benthalorganismen einen starken Sohlbezug. Technische Fischpässe ohne eingebrachtes Sohlsubstrat sind somit für einen maßgeblichen Artenanteil als kritisch zu sehen und beschränken die Funktionalität einer aquatischen Organismenwanderhilfe auf nur wenige Arten und Altersstadien.
- Um Aufstiegshilfen für schwimmschwächere Fische oder Wasserlebewesen mit starkem Sohlbezug zu schaffen, wird der Höhenunterschied vom stromaufwärts der Barriere liegenden Oberwasser zum stromabwärts der Barriere liegenden Unterwasser oft mittels einer großen Anzahl an einzelnen, treppenartig aneinander gereihten Becken überwunden. Solche Vorrichtungen werden üblicherweise als "Fischtreppe" oder "Fischweg" bezeichnet. Das Dokument
US 1 621 170 offenbart eine derartige Fischtreppe, die an einem Fluss angeordnet ist und zum Aufwandern von Fischen über ein Querbauwerk, beispielsweise einen Damm, dient. - Bei der bekannten Vorrichtung sind jedoch großflächige bauliche Maßnahmen notwendig, die sowohl ökologische als auch ökonomische Nachteile mit sich bringen. Solche Beckenkaskaden müssen oft aufwändig neben dem Fluss ins Erdreich gegraben und/oder betoniert werden.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren zwischen dem Unterwasser und dem Oberwasser eines Gewässers dahingehend zu verbessern, dass sie auch für Kleinfischarten, Jungfischstadien und generell für Wasserlebewesen mit starkem Sohlbezug in ihrer Lebensweise überwindbar wird.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Weiterbildung der eingangs erwähnten Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist an einem Gewässer angeordnet, das durch eine Barriere in ein Unterwasser und ein Oberwasser getrennt ist, und ermöglicht die Wanderung von Wassertieren zwischen dem Unterwasser und dem Oberwasser an der Barriere vorbei. Die Vorrichtung besitzt zumindest einen Gerinnekörper mit einem oberwasserseitigen Ende, das mit dem Oberwasser kommuniziert, und einem unterwasserseitigen Ende, das mit dem Unterwasser kommuniziert. Der Gerinnekörper weist eine zwischen dem oberwasserseitigen Ende und dem unterwasserseitigen Ende verlaufende Längsachse auf. Im Gerinnekörper sind plattenförmige Lamellen quer zur Längsachse des Gerinnekörpers angeordnet, wobei die Lamellen vorzugsweise zusätzlich schräg zum oberwasserseitigen Ende des Gerinnekörpers hin stehen, wobei jede Lamelle einen von oben nach unten verlaufenden Ausschnitt mit einer Unterkante aufweist, der sich vorzugsweise in einem unteren Abschnitt verjüngt.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren zwischen dem Unterwasser und dem Oberwasser eines Gewässers stellt den für viele Wasserlebewesen zur Wanderung unverzichtbaren Sohlbezug her, indem die Sohle des Gerinnekörpers zumindest abschnittsweise entlang der Längsachse des Gerinnekörpers mit einer Deckschicht aus natürlichem Sohlsubstrat versehen ist. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Sohle des Gerinnekörpers über die gesamte Länge entlang der Längsachse des Gerinnekörpers mit einer Deckschicht aus natürlichem Sohlsubstrat versehen. Wahlweise kann die Deckschicht anstatt aus Sohlsubstrat auch aus Bruchmaterial oder eine Mischung aus Sohlsubstrat und Bruchmaterial ausgebildet sein. Darüber hinaus kann natürliches Sohlsubstrat durch eingebrachtes Kantkorn ergänzt oder optional ersetzt werden. Durch die Deckschicht aus Sohlsubstrat oder Bruchmaterial erfolgt eine zusätzliche Reduktion der sohlnahen Wasser-Fließgeschwindigkeiten. Es wird auch das Lückensystem des Materials für die Aufwanderung von Wassertieren erschlossen, wodurch die Aufwanderung von Makrozoobenthos (kieslückenbewohnende Insektenlarven) grundsätzlich ermöglicht wird.
- In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Höhe der Deckschicht über die gesamte Länge des Gerinnekörpers im Wesentlichen konstant. Die Lamellen liegen dabei auf der Deckschicht auf oder sind in die Deckschicht eingebettet. Dabei können den Lamellen gegebenenfalls zumindest auf ihren stromabwärtigen Seiten Rampen vorgesetzt sein, die zumindest bis zur Unterkante des Ausschnitts der Lamellen hoch ragen. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die Rampen aus Sohlsubstrat oder aus Bruchmaterial aufgebaut.
- Die Rampen können so ausgeführt sein, dass sie sich zwischen benachbarten Lamellen über die Länge von der stromaufwärtigen Seite der stromabwärtigen Lamelle zur stromabwärtigen Seite der stromaufwärtigen Lamelle hin erstrecken. Dabei ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass - in Längsachsenrichtung des Gerinnekörpers gesehen - die Höhe der Rampe von der stromaufwärtigen Seite einer Lamelle zur stromabwärtigen Seite der benachbarten stromaufwärtigen Lamelle hin zu.
- Um das Sohlsubstrat gegen Austrag und Umlagerung zu sichern, ist dieses vorzugsweise in Gabionen oder Gittern integriert, welche dem System den notwendigen Halt gewähren. Gabionen sind korb- oder käfigartige Gebilde, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff.
- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren wird der Wanderkorridor für sämtliche Arten von Wasserlebewesen erschlossen. Um die Integration des Sohlsubstrates in den Fischpass zu optimieren, kann es notwendig sein, bei der Anordnung und der Geometrie der Lamellen von den bisherigen Ausgestaltungen des Denil-Fischpasses abzugehen und stattdessen erfindungsgemäße Ausgestaltungen zu entwickeln, die nachfolgend vorgestellt werden. Alternativ kann eine konventionelle Denil-Lamelle auf die Deckschicht aufgesetzt oder in diese eingebettet werden, wobei hierbei die Sohle des Gerinnekörpers flächig mit Sohlsubstrat oder Bruchmaterial zu versehen ist, und dieses über eine, an der Oberfläche der Deckschicht angeordnete Begrenzungsgabione oder ein Begrenzungsgitter gegen Austrag gesichert wird.
- Eine Maßnahme zur Optimierung der Lamellengeometrie besteht darin, den Ausschnitt zu verlängern, indem zumindest ein sich von der Unterkante des Ausschnitts der Lamellen nach unten erstreckender Schlitz ausgebildet ist. Dieser zumindest eine Schlitz kann sich bis zum unteren Ende der Lamelle hin erstrecken, wodurch der Ausschnitt nach unten offen ist. Zur Erzielung einer hohen Steifigkeit der Lamelle ist es zweckmäßig, wenn die Lamellen Querelemente aufweisen, die die Ausschnitte nach oben hin begrenzen.
- Aus ökotechnischer Sicht erscheint es sinnvoll, dass bei einer die Wasserlebewesen-Wanderung begünstigenden Rampenform die Querschnittsfläche der Rampen zumindest so groß ist wie die Breite der Schlitze und dass die Oberseite der Rampen ein unteres Ende des Schlitzes überragen. Dadurch können Wasserlebewesen direkt von der Rampe bzw. im Inneren der Rampe durch den Schlitz der Lamelle hindurchwandern und sind dabei vor Prädatoren geschützt. Ebenso ist es für das Wanderungsverhalten auch als günstig anzusehen, wenn eine Breite der Oberseite der Rampen kleiner ist als die Breite der Ausschnitte der Lamellen.
- Vorteilhafte, miteinander kombinierbare Ausgestaltungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
-
Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren in einer ersten Ausgestaltung. -
Figur 2A zeigt in einem Querschnitt einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren gemäß der ersten Ausgestaltung, wobei eine dargestellte Lamelle ähnlich einer konventionellen Denil-Lamelle ausgebildet ist. -
Figur 2B zeigt in einem Längsschnitt einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren gemäß der ersten Ausgestaltung. -
Figur 3 zeigt in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wanderung von Wassertieren in einer zweiten Ausgestaltung. -
Figur 4 zeigt die Vorrichtung vonFigur 3 anhand eines Querschnittes C-C. -
Figur 5 zeigt eine Lamelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche Lamelle gemäß einer neuen, erfinderischen Variante ausgebildet ist. -
Figuren 1, 2A und 2B zeigen jeweils in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 10 zur Wanderung von Wassertieren 20 gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung. Mittels der Vorrichtung 10 können Wassertiere 20 eine Barriere 3 in einem Gewässer überwinden und von einem Unterwasser 4 in ein Oberwasser 5, oder umgekehrt, wandern. Handelt es sich bei dem Gewässer um ein fließendes Gewässer, beispielsweise einen Fluss, so ist die Vorrichtung 10 im Wesentlichen entlang einer Flussrichtung FR angeordnet. - Die Vorrichtung 10 umfasst einen Gerinnekörper 6 mit einem oberwasserseitigen Ende 18, das mit dem Oberwasser 5 kommuniziert, und mit einem unterwasserseitigen Ende 17, das mit dem Unterwasser 4 kommuniziert. Der Gerinnekörper 6 erstreckt sich entlang einer Längsachse 19. Folglich fließt das Wasser mit einem Wasserspiegel WS vom Oberwasser 5 im Wesentlichen entlang der Längsachse 19 ins Unterwasser 4.
- Im Gerinnekörper 6 sind in im Wesentlichen gleichbleibenden Abständen quer zur Längsachse 19 Lamellen 70 angeordnet. Diese Lamellen 70 bewirken einen Rückstaueffekt des Fließwassers, welcher die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend verlangsamt und so den Wassertieren 20 den Aufstieg ermöglicht. Das das Strömungsprofil innerhalb des Gerinnekörpers 6 von diesen Lamellen 70 gebildet wird, ist deren Ausführung von entscheidender Bedeutung für die Funktionsweise der Vorrichtung 10. Die Lamellen 70 sind demnach schräg stehend, in Richtung des oberwasserseitigen Endes 18 des Gerinnekörpers 6 eingebracht.
- Die Sohle des Gerinnekörpers 6 ist abschnittsweise, bevorzugt jedoch über die gesamte Länge entlang der Längsachse 19 des Gerinnekörpers 6, mit einer Deckschicht 13 aus natürlichem Sohlsubstrat versehen. Dabei ist das Sohlsubstrat vorzugsweise über die gesamte Breite der Sohle des Gerinnekörpers 6 eingebracht, wobei sich die Breite orthogonal quer zur Längsachse 19 des Gerinnekörpers 6 erstreckt. Optional kann das Sohlsubstrat entlang der Breite nur teilweise, beispielsweise im Ausmaß der Breite der Ausschnitte 80 der Lamellen, eingebracht sein. Die Höhe 23 der Deckschicht 13 aus natürlichem Sohlsubstrat ist vorzugsweise konstant. Das eingebrachte Sohlsubstrat sowie die Höhe 23 der Deckschicht 13 entspricht bevorzugt der Geologie und dem Schichtaufbau der natürlich vorkommenden Sohle des Gewässers. Optional ist die Höhe 23 der Deckschicht 13 an die Strömungsverhältnisse des Gewässers und/oder an konstruktive Voraussetzungen, beispielsweise das Gesamtgewicht der Deckschicht 13, angepasst.
- Optional kann die Sohle des Gerinnekörpers 6 auch mit einer Deckschicht 13 aus Bruchmaterial, oder mit einer Mischung aus Sohlsubstrat und Bruchmaterial versehen sein. Zusätzlich kann Kantkorn mit in das Sohlsubstrat oder das Bruchmaterial eingebracht werden. Kantkorn ist ein verschleißfester, gebrochener Schotter, der aus dem Steinbruch direkt nach der Sprengung des Felsens in das Haufwerk gewonnen wird. Eingebrachtes Kantkorn kann die sohlnahe Fließgeschwindigkeit des Gewässers weiter herabsenken.
- Durch Einbringen des Sohlsubstrats oder des Bruchmaterials in die Vorrichtung 10, insbesondere in den Gerinnekörper 6, wird den Wassertieren 20 ein fortlaufender Kieslückenraum generiert, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Wanderung erhöht wird. Für Wasserlebewesen mit starkem Sohlbezug wird die Barriere 3 hierdurch erst generell überwindbar. Das Sohlsubstrat ist mittels Gabionen 16, das sind korb- oder käfigartige Gebilde, meist aus Metall, oder Gittern gegen Austrag und Umlagerung gesichert. Durch das Einbringen Bruchmaterial oder Kantkorn kann der Aufbau der Deckschicht 13 gelockert werden, wodurch die Aufwanderung von Makrozoobenthos (kieslückenbewohnende Insektenlarven) erschlossen werden kann.
- Die Lamellen 70 liegen auf der Deckschicht 13 auf, wie in
Figuren 2A und 2B dargestellt, oder sind bis zu einer Einbettungstiefe in die Deckschicht 13 eingebettet. Die Einbettungstiefe kann hierbei variieren und maximal die Höhe 23 der Deckschicht 13 betragen, das heißt bis zur Sohle des Gerinnekörpers 6 reichen. Dabei können die Lamellen 70 an den Gabionen 16 befestigt sein. Liegen die Lamellen 70 direkt auf der Sohle des Gerinnekörpers 6 auf, können sie dort befestigt sein. Die Lamellen 70 können jedenfalls an Seitenwänden des Gerinnekörpers 6 befestigt sein. desFigur 1 zeigt sowohl vier Lamellen 70, welche dem oberwasserseitigen Ende 18 am nächsten liegen, die in die Deckschicht 13 eingebettet sind, als auch drei Lamellen 70, welche dem unterwasserseitigen Ende 17 am nächsten liegen, die auf der Sohle des Gerinnekörpers 6 aufliegen. - Jede Lamelle 70 weist einen, von oben nach unten verlaufenden Ausschnitt 80 mit einer Unterkante 90 auf, durch den einerseits das Fließwasser durchgeleitet wird, und andererseits die Wassertiere 20 auf- beziehungsweise abwandern. In einem unteren Abschnitt verjüngen sich die Ausschnitte 80. Eine derartige Lamelle 70, die ähnlich oder identisch mit einer konventionellen Denil-Lamelle ausgebildet ist, ist in
Figur 2A dargestellt. Sind die Lamellen 70 in die Deckschicht 13 eingebettet, kann die Deckschicht 13 bis an die Unterkante 90 des Ausschnitts 80 reichen. - Die Vorrichtung 10 zur Wanderung von Wassertieren 20 gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann auch neuartig ausgebildete Lamellen 7, die später beschrieben werden und in
Figur 5 dargestellt sind, aufweisen. - Den Lamellen 70 sind auf ihren stromabwärtigen Seiten 21 optional Rampen vorgesetzt. Die Rampen können dabei im Wesentlichen jeweils bis zur Unterkante 90 des Ausschnitts 80 der Lamelle 70 hochragen, wobei die Höhe der Rampen, entlang der Längsachse 19 des Gerinnekörpers 6, von der stromaufwärtigen Seite 22 einer Lamelle 70 zur stromabwärtigen Seite 21 der benachbarten stromaufwärtigen Lamelle 70 hin zunimmt. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung füllen die Rampen einen Zwischenraum 14 zwischen benachbarten Lamellen 70 vollkommen aus. Das bedeutet, dass sich die Rampen zwischen benachbarten Lamellen 70 über die Länge von der stromaufwärtigen Seite 22 der stromabwärtigen Lamelle 70 zur stromabwärtigen Seite 21 der stromaufwärtigen Lamelle 70 erstrecken.
- Die Gestaltung der Rampen erfolgt derart, dass diese jeweils mit einer Deckschicht 13 aus natürlichem Sohlsubstrat versehen sind, oder aber komplett aus dieser Deckschicht 13 aus natürlichem Sohlsubstrat aufgebaut sind. Dabei entspricht das eingebrachte natürliche Sohlsubstrat der Geologie und dem Schichtaufbau der natürlich vorkommenden Sohle des Gewässers. Die Rampen, beziehungsweise das Sohlsubstrat, sind mittels Gabionen 16, das sind korb- oder käfigartige Gebilde, meist aus Metall, oder Gittern gegen Austrag und Umlagerung gesichert.
- Optional kann die Gestaltung der Rampen auch derart erfolgen, dass diese jeweils mit einer Deckschicht 13 aus Bruchmaterial, oder mit einer Mischung aus Sohlsubstrat und Bruchmaterial versehen sein. Zusätzlich kann Kantkorn mit in das Sohlsubstrat oder das Bruchmaterial eingebracht werden.
-
Figuren 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 zur Wanderung von Wassertieren 20 gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
Diese Vorrichtung 1 entspricht großteils der Vorrichtung 10 gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung. Den Lamellen 7 sind auf ihren stromabwärtigen Seiten 21 Rampen 2 vorgesetzt. Die Rampen 2 können dabei im Wesentlichen jeweils bis zur Unterkante 9 des Ausschnitts 8 der Lamelle 7 hochragen, wobei die Höhe 15 der Rampen 2, entlang der Längsachse 19 des Gerinnekörpers 6, von der stromaufwärtigen Seite 22 einer Lamelle 70 zur stromabwärtigen Seite 21 der benachbarten stromaufwärtigen Lamelle 70 hin zunimmt. Die Rampen 2 bilden folglich eine sägezahnartige Abfolge aus. Durch die erfindungsgemäße Form der Rampen 2 kann die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Wanderung für sohlnahe Wanderer erhöht werden. Form und Anstieg der Rampen 2 sind entsprechend an die Strömungsverhältnisse innerhalb des Gerinnekörpers 6 angepasst. - Neben den konventionellen, bekannten Lamellen 70 kann die Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausgestaltung auch neuartig ausgebildete Lamellen 7 gemäß
Figur 5 aufweisen. Bei diesen Lamellen 7 ist ein, sich von einer Unterkante 9 eines Ausschnitts 8 nach unten erstreckender Schlitz 11 ausgebildet. Der Schlitz 11 erstreckt sich dabei bis zum unteren Ende der Lamelle 7. Die Rampen 2 überragen mit ihrer Oberseite ein unteres Ende des Schlitzes 11. Die Querschnittsfläche der Rampen 2 ist etwas größer als die Breite 11b der Schlitze 11, wobei die Breite der Oberseite der Rampen 2 kleiner ist als die Breite 8b der Ausschnitte 8 der Lamellen 7. Um eine ausreichende Stabilität der Lamellen 7 zu gewährleisten, weisen die Lamellen 7 oben an ihren Ausschnitten 8 Querelemente 12 auf. Durch die entsprechend ausgebildeten Lamellen 7, kann das Strömungsverhalten innerhalb des Gerinnekörpers 6 vorteilhaft beeinflusst werden. - Durch entsprechenden Aufbau der Deckschicht 13 innerhalb der Gabionen 16 der Rampen 2, lässt sich beispielsweise eine Leitströmung durch die Schlitze 11 und die Rampen 2 unterhalb der Ausschnitte 8 erzeugen. Hierdurch kann die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Wanderung für sohlnahe Wanderer erhöht werden. Weiters kann das Lückensystem des Sohlsubstrats oder des Bruchmaterials für die Aufwanderung von Makrozoobenthos (kieslückenbewohnende Insektenlarven) erschlossen werden. Der Prädationsdruck innerhalb der Vorrichtung 1 sinkt, da Kleinfischarten, Jungfischstadien und sohlnahen Wanderern Möglichkeiten zum Unterschlupf geschaffen werden.
- Das Gewässer, die topografischen Gegebenheiten oder die Barriere 3 können bedingen, dass das oberwasserseitige Ende 18 an ein Ruhebecken oder eine Oberwasser-Beckenkaskade mit ansteigenden Beckenwasserspiegeln angeschlossen ist, und/oder dass das unterwasserseitige Ende 17 an ein Ruhebecken oder an eine Unterwasser-Beckenkaskade mit abfallenden Beckenwasserspiegeln angeschlossen ist. Weiters kann der Gerinnekörper 6 aus zwei Teilen mit einem zwischengeschalteten Ruhebecken ausgebildet sein.
- Es kann erwähnt werden, dass bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, 10 der Gerinnekörper 6 auch andersartig ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann der Gerinnekörper 6 einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen, um besonderen Arten von Wassertieren 20, konstruktiven Vorstellungen oder topografischen Gegebenheiten des Gewässers oder der Gewässerlandschaft Rechnung zu tragen. Ebenso kann die geometrische Form der Lamellen 7, 70 und der Ausschnitte 8, 80 jeweils komplex und/oder vieleckig sein, und ebenso die Anordnung der Lamellen 7, 70 auf oder in der Deckschicht 13 entsprechend variiert werden.
- Der strukturelle Aufbau der Deckschicht 13 kann sich aus allen Arten natürlicher und künstlicher Materialien, wie beispielsweise Sohlsubstrat, Bruchmaterial, Kantkorn, Schotter, Gestein, Holz, Keramik, Metall, Textil, Beton, Sand, Kunststoff oder Ähnliches, zusammensetzen, sowie alle möglichen Mischverhältnisse solcher, zuvor genannter Materialien aufweisen. Innerhalb der Deckschicht 13 können verschiedene Materialien und Materialmischungen schichtweise, das heißt in einer vorgegebenen Schichtabfolge, und/oder durchmischt eingebracht sein.
- Die Deckschicht 13 kann gegen Austrag und Umlagerung mittels Gabionen 16, Gittern, oder andersartigen korb- oder käfigartigen Gebilden aus Metall, Holz, Fasergeflecht, Textil, Kunststoff oder Ähnlichem gesichert sein. Alternativ kann das Material der Deckschicht 13 in eine Vertiefung in der Sohle des Gerinnekörpers, beispielsweise eine betonierte beckenartige Vertiefung, eingebracht werden, und mittels eines Gitters oder Netzes gegen Austrag und Umlagerung gesichert sein.
- Weiters ist zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1, 10 auch an nicht fließenden Gewässern sowohl für aufwandernde als auch für abwandernde Wassertiere 20 genutzt werden kann.
Claims (15)
- An einem durch eine Barriere (3) in ein Unterwasser (4) und ein Oberwasser (5) getrenntes Gewässer angeordnete Vorrichtung (1, 10) zur Wanderung von Wassertieren (20) zwischen dem Unterwasser (4) und dem Oberwasser (5), wobei die Vorrichtung (1, 10) zumindest einen Gerinnekörper (6) mit einem oberwasserseitigen Ende (18), das mit dem Oberwasser (5) kommuniziert, und einem unterwasserseitigen Ende (17), das mit dem Unterwasser (4) kommuniziert, aufweist, wodurch Wasser vom Oberwasser (5) durch den Gerinnekörper (6) zum Unterwasser (4) fließt, wobei der Gerinnekörper (6) eine zwischen dem oberwasserseitigen Ende (18) und dem unterwasserseitigen Ende (17) verlaufende Längsachse (19) aufweist, wobei im Gerinnekörper (6) plattenförmige Lamellen (7, 70) quer zur Längsachse (19) des Gerinnekörpers (6) angeordnet sind, wobei die Lamellen (7, 70) vorzugsweise zusätzlich schräg zum oberwasserseitigen Ende (18) des Gerinnekörpers (6) hin stehen, wobei jede Lamelle (7, 70) einen von oben nach unten verlaufenden Ausschnitt (8, 80) mit einer Unterkante (9, 90) aufweist, der sich vorzugsweise in einem unteren Abschnitt verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle des Gerinnekörpers (6) zumindest abschnittsweise entlang der Längsachse (19) des Gerinnekörpers (6) mit einer Deckschicht (13) aus natürlichem Sohlsubstrat versehen ist.
- Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle des Gerinnekörpers (6) über die gesamte Länge entlang der Längsachse (19) des Gerinnekörpers (6) mit einer Deckschicht (13) aus natürlichem Sohlsubstrat versehen ist.
- Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (13), anstatt aus Sohlsubstrat, aus Bruchmaterial oder einer Mischung aus Sohlsubstrat (13) und Bruchmaterial gebildet ist.
- Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (23) der Deckschicht (13) über die gesamte Länge entlang der Längsachse (19) des Gerinnekörpers (6) im Wesentlichen konstant ist.
- Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (7, 70) auf der Deckschicht (13) aufliegen oder im Ausmaß einer Einbettungstiefe in die Deckschicht (13) eingebettet sind.
- Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmaß der Einbettungstiefe der Höhe (23) der Deckschicht (13) entspricht.
- Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Lamellen (7, 70) zumindest auf ihren stromabwärtigen Seiten (21) Rampen (2) vorgesetzt sind, die zumindest bis zum Ausschnitt (8, 80) der Lamellen (7, 70) hoch ragen.
- Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rampen (2) zwischen benachbarten Lamellen (7, 70) über die Länge von der stromaufwärtigen Seite (22) der stromabwärtigen Lamelle (7, 70) zur stromabwärtigen Seite (21) der stromaufwärtigen Lamelle (7, 70) hin erstrecken.
- Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - in Richtung der Längsachse (19) des Gerinnekörpers (6) gesehen- die Höhe (15) der Rampe (2) von der stromaufwärtigen Seite (22) einer Lamelle (7, 70) zur stromabwärtigen Seite (21) der benachbarten stromaufwärtigen Lamelle (7, 70) hin zunimmt.
- Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampen (2) aus Sohlsubstrat und/oder aus Bruchmaterial aufgebaut sind.
- Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sohlsubstrat in Gabionen (16) oder Gittern angeordnet ist, wobei die Gabionen (16) oder die Gitter die Form der räumlichen Anordnung der Deckschicht (13) und der Rampen (2) definieren.
- Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnitt (8) der Lamellen (7) durch zumindest einen sich von seiner Unterkante (9) nach unten erstreckenden Schlitz (11) verlängert ist.
- Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlitz (11) bis zum unteren Ende der Lamelle (7) hin erstreckt.
- Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Rampen (2) zumindest so groß ist wie die Breite (11b) der Schlitze (11) und die Oberseite der Rampen (2) ein unteres Ende des Schlitzes (11) überragen.
- Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (7) Querelemente (12) aufweisen, die die Ausschnitte (8) nach oben hin begrenzen.
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